JP7269140B2 - Semiconductor laser device - Google Patents
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Description
本開示は、半導体レーザ装置に関する。 The present disclosure relates to semiconductor laser devices.
従来、レーザ光を出射する半導体レーザ素子とレーザ光の配光等を制御するレンズ等の光学部材とを備える半導体レーザ装置がある(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a semiconductor laser device including a semiconductor laser element that emits a laser beam and an optical member such as a lens that controls the light distribution of the laser beam (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示されている半導体レーザ装置は、レーザ光を出射する半導体レーザアレイと、集光レンズと、ヒートシンク等のレンズホルダと、を備える。集光レンズとレンズホルダとは、紫外線硬化型の接着剤によって接着されている。 A semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1 includes a semiconductor laser array that emits laser light, a condenser lens, and a lens holder such as a heat sink. The condensing lens and the lens holder are adhered with an ultraviolet curable adhesive.
近年、半導体レーザ素子は、青色光から近紫外光程度の波長のレーザ光を出射する。紫外線硬化型の接着剤等に用いられる樹脂は、レーザ光、特に青色光から近紫外光程度の波長のレーザ光が照射されると、変色又は脆化する等して劣化する。 In recent years, semiconductor laser devices emit laser light with wavelengths ranging from blue light to near-ultraviolet light. A resin used for an ultraviolet curable adhesive or the like deteriorates by being discolored or embrittled when irradiated with a laser beam, particularly a laser beam with a wavelength from blue light to near-ultraviolet light.
本開示は、接着剤の劣化を抑制できる半導体レーザ装置を提供する。 The present disclosure provides a semiconductor laser device capable of suppressing deterioration of adhesive.
本開示の一態様に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が配置された基台と、前記半導体レーザ素子が出射したレーザ光が透過する光学部材と、前記光学部材と接着して配置された金属部材と、前記金属部材と前記基台とを接着する樹脂である接着剤と、を備える。 A semiconductor laser device according to an aspect of the present disclosure includes: a semiconductor laser element; a base on which the semiconductor laser element is arranged; an optical member through which laser light emitted from the semiconductor laser element is transmitted; and an adhesive agent that is a resin for bonding the metal member and the base.
本開示の一態様に係る半導体レーザ装置によれば、接着剤の劣化を抑制できる。 According to the semiconductor laser device according to one aspect of the present disclosure, deterioration of the adhesive can be suppressed.
以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、特許請求の範囲だけによって限定される。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below is a specific example of the present disclosure. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. The disclosure is limited only by the claims.
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、実質的に同一の構成に対する重複説明は省略又は簡略化する場合がある。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not necessarily match in each drawing. Also, in each figure, substantially the same configuration is denoted by the same reference numeral, and redundant description of the substantially same configuration may be omitted or simplified.
また、以下の実施の形態において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)及び下方向(鉛直下方)を指すものではない。また、「上方」及び「下方」という用語は、2つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて2つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、2つの構成要素が互いに密着して配置されて2つの構成要素が接する場合にも適用される。 Also, in the following embodiments, the terms "above" and "below" do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition. Also, the terms "above" and "below" are used not only when two components are spaced apart from each other and there is another component between the two components, but also when two components are spaced apart from each other. It also applies when two components are in contact with each other and are placed in close contact with each other.
また、本明細書及び図面において、X軸、Y軸及びZ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、Z軸方向を鉛直方向とし、Z軸に垂直な方向(XY平面に平行な方向)を水平方向としている。また、以下で説明する実施の形態において、Z軸正方向を上方と記載し、Z軸負方向を下方と記載する場合がある。また、以下で説明する実施の形態において、半導体レーザ素子は、Y軸正方向に向けてレーザ光を出射するとして説明する。以下で説明する実施の形態において、Y軸正方向側を光出射側と記載する場合がある。 In addition, in this specification and drawings, the X-axis, Y-axis and Z-axis indicate three axes of a three-dimensional orthogonal coordinate system. In each embodiment, the Z-axis direction is the vertical direction, and the direction perpendicular to the Z-axis (the direction parallel to the XY plane) is the horizontal direction. Also, in the embodiments described below, the positive direction of the Z-axis may be described as upward, and the negative direction of the Z-axis may be described as downward. Further, in the embodiments described below, the semiconductor laser element is described as emitting laser light in the positive direction of the Y-axis. In the embodiments described below, the positive side of the Y axis may be referred to as the light emitting side.
また、以下で説明する実施の形態において、「上面視」とは、半導体レーザ素子が載置される面の法線方向から当該面を見たときのことをいう。 Further, in the embodiments described below, "top view" means a view from the direction normal to the surface on which the semiconductor laser element is mounted.
(実施の形態1)
[構成]
図1は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置100を示す概略斜視図である。図2は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置100を示す分解斜視図である。
(Embodiment 1)
[composition]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a
半導体レーザ装置100は、レーザ光を出射するレーザ装置である。半導体レーザ装置100は、例えば、対象物をレーザ加工する加工機器の光源として利用される。
A
半導体レーザ装置100は、半導体レーザ素子110と、基台120と、光学部材130と、金属部材140と、接着剤150と、第1遮光部材160と、第2遮光部材170と、を備える。
The
半導体レーザ素子110は、レーザ光を出射する光源である。なお、半導体レーザ素子110が出射するレーザ光の波長は、任意に設定されてよい。本実施の形態では、半導体レーザ素子110は、中心波長が450nm以下の青色光から近紫外光程度の波長のレーザ光を出射する。
The
本実施の形態では、半導体レーザ素子110は、1つの発光点111を有し、発光点111からレーザ光を出射する。半導体レーザ素子110は、複数の発光点111を有する半導体レーザアレイ素子でもよい。
In this embodiment,
なお、半導体レーザ素子110に採用される材料は、特に限定されない。半導体レーザ素子110は、例えば、窒化ガリウム系の半導体素子である。
Note that the material used for the
基台120は、半導体レーザ素子110が配置される台である。また、基台120には、接着剤150によって光学部材130が接着される。
The
基台120は、上部基台121と、下部基台122と、を備える。半導体レーザ素子110は、下部基台122に載置されている。また、下部基台122において、半導体レーザ素子110が載置される部分は、他部よりも低くなっている。半導体レーザ素子110は、上部基台121と下部基台122とに挟まれるように、基台120に支持されている。
The
なお、半導体レーザ素子110と上部基台121とは、接触していてもよいし、接触していなくてもよい。
The
また、上部基台121及び下部基台122に採用される材料は、特に限定されない。上部基台121及び下部基台122に採用される材料は、例えば、金属材料でもよいし、樹脂材料でもよいし、セラミック材料でもよい。
Also, the materials used for the
また、上部基台121及び下部基台122の形状は、それぞれ特に限定されない。本実施の形態では、上部基台121及び下部基台122は、それぞれ上面視で矩形である。
Also, the shapes of the
上部基台121と下部基台122とは、例えば、図示しないねじ等により互いに固定されている。
The
光学部材130は、半導体レーザ素子110が出射したレーザ光が透過する光学系である。光学部材130は、例えば、半導体レーザ素子110が出射したレーザ光の配光を制御する部材である。本実施の形態では、光学部材130は、レーザ光(より具体的には、レーザ光の速軸方向)をコリメートするコリメータレンズ(より具体的には、FAC(Fast Axis Collimator Lens))と、当該コリメータレンズによりコリメートされたレーザ光を当該レーザ光の光軸周りに90°回転させる90°像回転光学系(BT/Beam Twister)とを有するBTU(Beam Twisted Lens Unit)である。例えば、BTUとしては、特開2000-137139号公報に開示されている光学的光束変換器が例示される。例えば、コリメータレンズは、90°像回転光学系よりも半導体レーザ素子110側に配置されている。半導体レーザ素子110から出射されたレーザ光は、コリメータレンズにより速軸方向がコリメートされ、90°像回転光学系によりレーザ光の光軸周りに90°回転される。例えば、コリメータレンズと90°像回転光学系とは、ガラス又は樹脂等により一体的に形成される。
The
なお、本実施の形態では、半導体レーザ装置100は、光学部材130として1つのBTUを備えるが、半導体レーザ装置100が備える光学部材130の形状又は数等は、特に限定されない。
In this embodiment, the
金属部材140は、光学部材130と接着して配置された金属製の部材である。金属部材140は、例えば、スパッタ法等を用いて光学部材130の表面に金属膜が形成されることで、光学部材130と接触して配置される。
The
金属部材140に採用される材料は、金属であればよく、特に限定されない。金属部材140には、例えば、レーザ光を反射する光反射性を有する金属材料が採用されるとよい。金属材料としては、銀、アルミニウム等が例示される。
A material employed for the
接着剤150は、金属部材140と基台120とを接着する接着剤である。より具体的には、接着剤150は、金属部材140を介して光学部材130と基台120とを接着する。本実施の形態では、光学部材130の両端にそれぞれ配置された2つの金属部材140のそれぞれに配置されている。接着剤150は、金属部材140を介して光学部材130を基台120に接着させている。
The adhesive 150 is an adhesive that bonds the
2つの接着剤150は、光学部材130に対して対称に配置されている。本実施の形態では、2つの接着剤150は、上面視において(つまり、半導体レーザ素子110が載置されている基台120の面の法線方向から接着剤150を見た場合)、半導体レーザ素子110が出射するレーザ光の光軸に対して対称となる位置に配置されている。また、2つの接着剤150は、例えば、光学部材130に対して対称な位置で且つ同量で塗布されている。
The two
接着剤150は、例えば、樹脂である。接着剤150は、例えば、熱硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂でもよいし、紫外線硬化樹脂でもよい。本実施の形態では、接着剤150には、紫外線硬化樹脂が採用されている。 The adhesive 150 is, for example, resin. The adhesive 150 may be, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or an ultraviolet curable resin. In this embodiment, the adhesive 150 employs an ultraviolet curable resin.
第1遮光部材160は、レーザ光を遮光する遮光性を有する部材である。例えば、第1遮光部材160は、光学部材130と半導体レーザ素子110との間に位置し、且つ、半導体レーザ素子110におけるレーザ光が出射される発光点111と接着剤150との間に位置する。
The first
図3は、図1のIII-III線における、実施の形態1に係る半導体レーザ装置100を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
このように、第1遮光部材160は、半導体レーザ素子110から出射されたレーザ光が接着剤150に照射されないように、半導体レーザ素子110と接着剤150との間に配置される。
In this way, the first
第1遮光部材160は、遮光性を有していればよく、レーザ光を吸収する光吸収材でもよいし、レーザ光を反射する光反射材でもよい。本実施の形態では、第1遮光部材160は、レーザ光を吸収する黒色の部材である。
The first
また、第1遮光部材160は、液状の樹脂が固化されることで形成されてもよいし、クッション又はゴム等の弾力性のある樹脂等からなる部材でもよい。例えば、第1遮光部材160は、接着剤150よりも弾性率が小さい。なお、第1遮光部材160と接着剤150との弾性率を比較する場合、接着剤150は、固化された状態における弾性率である。第1遮光部材160は、例えば、液状の状態における接着剤150よりも弾性率が大きく、且つ、当該液状の接着剤150が固化された状態における接着剤150よりも弾性率が小さい。
Further, the first
第1遮光部材160は、例えば、光学部材130と基台120とのそれぞれに接触して配置されている。ここで、光学部材130は、レーザ光の配光を適切に制御するために、位置精度よく基台120と接着される必要がある。接着剤150にて光学部材130を基台120に接着させる場合、光学部材130の位置が固定されていないために、接着剤150を固化する間に所望の位置からの位置ずれが発生する場合がある。さらに、接着剤150を固化した後では、光学部材130の基台に120に対する位置を変更できない。そこで、第1遮光部材160に接着剤150よりも弾性率が小さい、つまり、弾力性のある部材を採用する。これにより、接着剤150を固化する間において、光学部材130を第1遮光部材160に押し付けながら支持することで、光学部材130の所望の位置からの位置ずれを抑制できる。
The first
なお、本実施の形態では、第1遮光部材160は、Z軸方向に冤罪酢量に設けられているが、これに限らない。第1遮光部材160は、例えば、正面視した場合(本実施の形態では、Y軸正方向側から半導体レーザ装置100を見た場合)、環状に形成されていてもよいし、U字状に形成されていてもよい。
In addition, in the present embodiment, the first
第2遮光部材170は、レーザ光を遮光する遮光性を有する部材である。第2遮光部材170は、接着剤150を覆うように配置されている。このように、接着剤150は、金属部材140と、第1遮光部材160と、第2遮光部材170とによって、周囲が囲まれている。
The second
第2遮光部材170には、例えば、レーザ光を反射する光反射性を有する光反射材が採用されるとよい。第2遮光部材170は、例えば、銀、アルミニウム等の金属部材である。第2遮光部材170は、例えば、このような金属部材からなる粒子が分散された樹脂でもよい。第2遮光部材170は、接着剤150の表面に塗布された後で固化されることで、接着剤150を覆うように配置される。
For the second
[製造方法]
続いて、半導体レーザ装置100の製造方法について説明する。
[Production method]
Next, a method for manufacturing the
図4は、実施の形態1に係る半導体レーザ装置100の製造方法を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the method of manufacturing the
まず、半導体レーザ素子110を下部基台122に載置し、上部基台121で下部基台122とともに半導体レーザ素子を挟み込むことで、半導体レーザ素子110を基台に配置する。
First, the
次に、図4の(a)に示すように、金属部材140が配置された光学部材130の位置調整をした後に接着剤150で基台120と光学部材130とを接着する。
Next, as shown in (a) of FIG. 4 , after adjusting the position of the
次に、図4の(b)に示すように、液状の第1遮光部材160を基台120と光学部材130との間に流しいれて固化させる。
Next, as shown in FIG. 4B, the liquid first
次に、図4の(c)に示すように、第2遮光部材170を接着剤150の表面に塗布する。
Next, as shown in (c) of FIG. 4 , the second
これにより、半導体レーザ装置100は、製造される。
Thus, the
なお、例えば、第1遮光部材160がゴム等の弾力性を有する固形部材である場合、第1遮光部材160を光学部材130に取り付け、金属部材140が配置された光学部材130の位置調整をし、接着剤150で基台120と光学部材130とを接着する。
For example, when the first
[効果等]
以上説明したように、実施の形態1に係る半導体レーザ装置100は、半導体レーザ素子110と、半導体レーザ素子110が配置された基台120と、半導体レーザ素子110が出射したレーザ光が透過する光学部材130と、光学部材130と接着して配置された金属部材140と、金属部材140と基台120とを接着する樹脂である接着剤150と、を備える。
[Effects, etc.]
As described above, the
これによれば、金属部材140によって、光学部材130を通過するレーザ光が接着剤150に照射されることが抑制され得る。そのため、半導体レーザ装置100によれば、光学部材130を基台120に接着する接着剤150の劣化を抑制できる。
According to this, the
また、例えば、半導体レーザ装置100は、さらに、光学部材130と半導体レーザ素子110との間に位置し、且つ、半導体レーザ素子110におけるレーザ光が出射される発光点111と接着剤150との間に位置する第1遮光部材160を備える。
Further, for example, the
これによれば、第1遮光部材160によって、半導体レーザ素子110から出射されたレーザ光が接着剤150に直接照射されることが抑制され得る。そのため、このように構成によれば、光学部材130を基台120に接着する接着剤150の劣化をさらに抑制できる。
According to this, the first
また、例えば、第1遮光部材160は、接着剤150よりも弾性率が小さい。
Also, for example, the first
これにより、接着剤150を固化する最中において、光学部材130を第1遮光部材160に押し付けながら支持することで、光学部材130の所望の位置からの位置ずれを抑制できる。
Accordingly, by supporting the
また、例えば、半導体レーザ装置100は、さらに、接着剤150を覆う第2遮光部材170を備える。
Also, for example, the
これによれば、外光、及び、半導体レーザ装置100の周囲に位置する反射体等によって反射されたレーザ光が接着剤150に照射されることが抑制され得る。このように構成によれば、光学部材130を基台120に接着する接着剤150の劣化をさらに抑制できる。
According to this, it is possible to suppress the irradiation of the adhesive 150 with external light and laser light reflected by reflectors or the like located around the
(実施の形態1の変形例)
続いて、実施の形態1の変形例に係る半導体レーザ装置について説明する。
(Modification of Embodiment 1)
Next, a semiconductor laser device according to a modification of Embodiment 1 will be described.
なお、実施の形態1の変形例に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態1に係る半導体レーザ装置100と実質的に同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を一部簡略化又は省略する場合がある。
Note that in the description of the semiconductor laser device according to the modification of the first embodiment, the components that are substantially the same as those of the
図5は、実施の形態1の変形例に係る半導体レーザ装置100aを示す断面図である。なお、図5は、図3に対応する断面を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a
半導体レーザ装置100aは、半導体レーザ素子110と、基台120と、光学部材130aと、金属部材140aと、接着剤150aと、を備える。
The
光学部材130aは、半導体レーザ素子110が出射したレーザ光が透過する光学系である。光学部材130aは、例えば、半導体レーザ素子110が出射したレーザ光の配光を制御する部材である。本実施の形態では、光学部材130aは、レーザ光(より具体的には、レーザ光の速軸方向)をコリメートするコリメータレンズと、当該コリメータレンズによりコリメートされたレーザ光を当該レーザ光の光軸周りに90°回転させる90°像回転光学系とを有するBTUである。
The
光学部材130aは、半導体レーザ素子110と対向する面(対向面133)に凹部134を有する。本実施の形態では、凹部134は、上面視で光学部材130の対向面133側の両端も形成された切り欠きである。金属部材140a及び接着剤150aは、凹部134に配置される。
The
接着剤150aは、金属部材140aを介して光学部材130aと基台120とを接着する接着剤である。本実施の形態では、光学部材130aの両端に形成された凹部134のそれぞれ配置された2つの金属部材140aのそれぞれに接着して配置されている。接着剤150aは、金属部材140aを介して光学部材130aを基台120に接着させている。
The adhesive 150a is an adhesive that bonds the
2つの接着剤150aは、光学部材130aに対して対称に配置されている。本実施の形態では、2つの接着剤150aは、上面視において、半導体レーザ素子110が出射するレーザ光の光軸に対して対称となる位置に配置されている。
The two
接着剤150aに採用される材料は、特に限定されない。接着剤150aは、例えば、熱硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂でもよいし、紫外線硬化樹脂でもよい。本実施の形態では、接着剤150aには、紫外線硬化樹脂が採用されている。 A material employed for the adhesive 150a is not particularly limited. The adhesive 150a may be, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or an ultraviolet curable resin. In this embodiment, an ultraviolet curable resin is used for the adhesive 150a.
接着剤150aがレーザ光に照射されにくくするためには、半導体レーザ装置100aの周囲に位置する物体からの反射光、及び、半導体レーザ素子110からの直接光が照射されにくくすればよい。つまり、接着剤150aがレーザ光に照射されにくくするためには、接着剤150aの正面視及び側面視(本実施の形態では、X軸方向から見た場合)の面積を小さくするとよい。そこで、凹部134に接着剤150aの少なくとも一部が配置されることで、凹部134がない場合と比較して、正面視及び側面視で接着剤150aが配置される範囲を増やすことなく、接着剤150aの光学部材130aとの接着面積を増やすことができる。これにより、接着剤150aの劣化を抑制し、且つ、基台120と光学部材130aとを剥がれにくくできる。
In order to make the adhesive 150a less likely to be irradiated with laser light, it is necessary to make it less likely that reflected light from objects positioned around the
金属部材140aは、光学部材130aと接着して配置された金属製の部材である。金属部材140aは、例えば、スパッタ法等を用いて光学部材130aの凹部134に金属膜が形成されることで、光学部材130aと接触して配置される。
The
接着剤150aは、金属部材140aを介して光学部材130aと基台120とを接着する接着剤である。本実施の形態では、光学部材130aの凹部134にそれぞれ配置された2つの金属部材140aのそれぞれに配置されている。このように、接着剤150aの少なくとも一部は、凹部134に配置されている。接着剤150aは、金属部材140aを介して光学部材130aを基台120に接着させている。
The adhesive 150a is an adhesive that bonds the
2つの接着剤150aは、上面視において、半導体レーザ素子110が出射するレーザ光の光軸に対して対称となる位置に配置されている。また、2つの接着剤150aは、例えば、同量で塗布されている。
The two
(実施の形態2)
続いて、実施の形態2に係る半導体レーザ装置について説明する。
(Embodiment 2)
Next, a semiconductor laser device according to Embodiment 2 will be described.
なお、実施の形態2に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態1に係る半導体レーザ装置100と実質的に同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を一部簡略化又は省略する場合がある。
In the description of the semiconductor laser device according to the second embodiment, substantially the same components as those of the
図6は、実施の形態2に係る半導体レーザ装置100bを光出射側から見た場合を示す斜視図である。図7は、実施の形態2に係る半導体レーザ装置100bを光出射側と反対側から見た場合を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the
半導体レーザ装置100bは、レーザモジュール210と、光学ホルダ180と、光学部材130bと、接着剤150bと、第3遮光部材200と、を備える。
The
図8は、実施の形態2に係るレーザモジュール210を示す分解斜視図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing
レーザモジュール210は、レーザ光を出射するモジュールである。レーザモジュール210は、半導体レーザ素子110と、基台120aと、サブマウント220と、ねじ230、231と、を備える。
The
基台120aは、半導体レーザ素子110が配置される台である。本実施の形態では、半導体レーザ素子110は、サブマウント220を介して基台120a(より具体的には、下部基台122a)に載置されている。
The
下部基台122aには、孔部240、241が設けられている。また、上部基台121aには、孔部240、241に対応する位置に貫通孔が設けられている。当該貫通孔には、ねじ230、231が配置されている。ねじ230、231は、孔部240、241と螺合されている。具体的には、ねじ230は、孔部240と螺合されている。また、ねじ231は、孔部241と螺合されている。
これにより、上部基台121aと下部基台122bとは、固定されている。
Thereby, the
サブマウント220は、半導体レーザ素子110が載置され、基台120aに載置される部材である。サブマウント220は、半導体レーザ素子110の放熱性を高める役割を担う。また、サブマウント220は、半導体レーザ素子110と基台120aとの熱膨張率の差により半導体レーザ素子110が破壊されることを抑制する。サブマウント220に採用される材料は、特に限定されない。サブマウント220に採用される材料は、例えば、セラミック材料等である。
The
図9は、実施の形態2に係る光学ホルダ180を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an
光学ホルダ180は、光学部材130bを支持するための支持部材である。光学部材130bは、光学ホルダ180によって、半導体レーザ素子110と相対的な位置が移動しないように固定されている。光学ホルダ180は、支持部181と、支持部181から連続して設けられたアーム部182と、支持部181にねじにより固定されたばね190と、を備える。
The
支持部181は、光学部材130bを固定するための固定部である。本実施の形態では、ばね190により光学部材130b(より具体的には、光学部材130bが備えるタブ131)が支持部181に押し付けられることで、光学部材130bは、光学ホルダ180に固定されている。また、光学部材130b(より具体的には、BTU132)は、ばね190により下面が支持されている。
The
ばね190は、光学部材130bを支持部181に固定するための板ばねである。ばね190は、長尺であり、長手方向の両端がねじにより支持部181に固定されている。
The
アーム部182は、支持部181から連続して設けられており、支持部181を基台120aに固定するための部材である。本実施の形態では、支持部181及びアーム部182は、一体的に形成されている。光学ホルダ180は、2つのアーム部182を備える。
The
2つのアーム部182は、半導体レーザ装置100bを上面視した場合に、長尺な支持部181の両端から、レーザモジュール210の側方を通過しレーザモジュール210の後方まで延在している。具体的には、図7に示すように、2つのアーム部182のそれぞれの端部は、レーザモジュール210の後方(つまり、レーザ光が出射される側とは反対側)で基台120a(より具体的には、下部基台122aの上面)に接着剤150bで固定されている。
When the
接着剤150bは、光学ホルダ180と、基台120aとを接着する接着剤である。本実施の形態では、光学ホルダ180が備える2つのアーム部182のそれぞれの端部に配置されている。
The adhesive 150b is an adhesive that bonds the
接着剤150bに採用される材料は、特に限定されない。接着剤150bは、例えば、熱硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂でもよいし、紫外線硬化樹脂でもよい。 A material employed for the adhesive 150b is not particularly limited. The adhesive 150b may be, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or an ultraviolet curable resin.
レーザモジュール210におけるレーザ光が出射される側とは反対側に接着剤150bが位置することで、接着剤150bには、レーザ光が照射されにくくなっている。そのため、接着剤150bは、レーザ光により劣化しにくい。
Since the adhesive 150b is positioned on the opposite side of the
第3遮光部材200は、接着剤150bを覆う遮光性を有する部材である。第3遮光部材によって、接着剤150bには、レーザ光がさらに照射されにくくなる。第3遮光部材200は、遮光性を有していればよく、レーザ光を吸収する光吸収材でもよいし、レーザ光を反射する光反射材でもよい。第3遮光部材200は、レーザ光を吸収する黒色の部材でもよいし、レーザ光を反射する金属板でもよい。
The third
光学部材130bは、タブ131と、BTU132と、を備える。
The
タブ131は、BTU132を光学ホルダ180に支持するために支持部材である。タブ131とBTU132とは、接着剤等により接着されている。タブ131に採用される材料は、特に限定されない。タブ131に用いられる材料は、例えば、金属でもよいし、樹脂でもよいし、ガラスでもよい。
BTU132は、レーザ光(より具体的には、レーザ光の速軸方向)をコリメートするコリメータレンズと、当該コリメータレンズによりコリメートされたレーザ光を当該レーザ光の光軸周りに90°回転させる90°像回転光学系とを有するBTUである。
The
なお、タブ131とBTU132とは、一体的に形成されていてもよい。
Note that the
(実施の形態2の変形例)
続いて、実施の形態2の変形例に係る半導体レーザ装置について説明する。
(Modification of Embodiment 2)
Next, a semiconductor laser device according to a modification of the second embodiment will be described.
なお、実施の形態2の変形例に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態2に係る半導体レーザ装置100bと実質的に同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を一部簡略化又は省略する場合がある。
Note that in the description of the semiconductor laser device according to the modification of the second embodiment, the components that are substantially the same as those of the
図10は、実施の形態2の変形例に係る半導体レーザ装置100cを側方側から見た場合を示す斜視図である。図11は、実施の形態2の変形例に係る半導体レーザ装置100cを別の側方側から見た場合を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view of a
半導体レーザ装置100cは、レーザモジュール210aと、光学ホルダ180aと、接着剤150cと、を備える。
The
レーザモジュール210aは、基台120bを備える。基台120bが備える下部基台122bには、溝部123が設けられている。本実施の形態では、下部基台122bの後方側の両側面に、それぞれ1つずつ溝部123が設けられている。
The
光学ホルダ180aが備えるアーム部182aは、支持部181から連続して設けられており、支持部181を基台120bに固定する。本実施の形態では、支持部181及びアーム部182aは、一体的に形成されている。光学ホルダ180aは、2つのアーム部182aを備える。
An
2つのアーム部182aは、半導体レーザ装置100bを上面視した場合に、長尺な支持部181の両端から、レーザモジュール210の後方側の側方まで延在している。具体的には、図11に示すように、2つのアーム部182aのそれぞれの端部は、溝部123に嵌合している。また、当該端部はそれぞれ、接着剤150cによって溝部123で固定されている。
The two
接着剤150cは、光学ホルダ180aと、基台120bとを接着する接着剤である。本実施の形態では、光学ホルダ180aが備える2つのアーム部182のそれぞれの端部、言い換えると、2つの溝部123のそれぞれに配置されている。
The adhesive 150c is an adhesive that bonds the
接着剤150cに採用される材料は、特に限定されない。接着剤150cは、例えば、熱硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂でもよいし、紫外線硬化樹脂でもよい。 A material employed for the adhesive 150c is not particularly limited. The adhesive 150c may be, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or an ultraviolet curable resin.
これにより、接着剤150cは、溝部123に囲まれて位置しているために、レーザ光に照射されにくくなっている。
Accordingly, since the adhesive 150c is surrounded by the
(その他の実施の形態)
以上、本開示の実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態及び各変形例に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態及び各変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したもの、又は、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
(Other embodiments)
As described above, the semiconductor laser device according to the embodiment of the present disclosure has been described based on the embodiment and each modification, but the present disclosure is not limited to these embodiments and each modification. As long as it does not depart from the spirit of the present disclosure, various modifications that a person skilled in the art can think of are applied to each embodiment, or a form constructed by combining the components of different embodiments is also one or more aspects. may be included within the scope.
例えば、半導体レーザ装置は、上部基台と下部基台との間に電気的絶縁性を有する絶縁シートを備えてもよい。 For example, the semiconductor laser device may include an insulating sheet having electrical insulation between the upper base and the lower base.
本開示の半導体レーザ装置は、例えば、レーザ加工に用いられる加工装置の光源として利用される。 A semiconductor laser device according to the present disclosure is used, for example, as a light source for a processing device used for laser processing.
100、100a、100b、100c 半導体レーザ装置
110 半導体レーザ素子
111 発光点
120、120a、120b 基台
121、121a 上部基台
122、122a、122b 下部基台
123 溝部
130、130a、130b 光学部材
131 タブ
132 BTU
133 対向面
134 凹部
140、140a 金属部材
150、150a、150b、150c 接着剤
160 第1遮光部材
170 第2遮光部材
180、180a 光学ホルダ
181 支持部
182、182a アーム部
190 ばね
200 第3遮光部材
210、210a レーザモジュール
220 サブマウント
230、231 ねじ
240、241 孔部
133 facing
Claims (3)
前記半導体レーザ素子が配置された基台と、
前記半導体レーザ素子が出射したレーザ光が透過する光学部材と、
前記光学部材と接着して配置された金属部材と、
前記金属部材と前記基台とを接着する樹脂である接着剤と、
前記光学部材と前記半導体レーザ素子との間に位置し、且つ、前記半導体レーザ素子における前記レーザ光が出射される発光点と前記接着剤との間に位置する第1遮光部材と、を備え、
前記第1遮光部材の弾性率は、固化後の前記接着剤の弾性率より小さい
半導体レーザ装置。 a semiconductor laser element;
a base on which the semiconductor laser element is arranged;
an optical member through which the laser light emitted by the semiconductor laser element is transmitted;
a metal member arranged to adhere to the optical member;
an adhesive that is a resin that bonds the metal member and the base;
a first light shielding member positioned between the optical member and the semiconductor laser element, and positioned between a light emitting point of the semiconductor laser element from which the laser light is emitted and the adhesive ;
The elastic modulus of the first light shielding member is smaller than the elastic modulus of the adhesive after solidification.
Semiconductor laser device.
請求項1に記載の半導体レーザ装置。 2. The semiconductor laser device according to claim 1 , further comprising a second light shielding member covering said adhesive.
前記金属部材及び前記接着剤は、前記凹部に位置する
請求項1又は2に記載の半導体レーザ装置。 The optical member has a concave portion on a surface facing the semiconductor laser element,
3. The semiconductor laser device according to claim 1 , wherein said metal member and said adhesive are positioned in said recess.
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